JPH0635718U

JPH0635718U - センサー付軸動作ユニット

Info

Publication number: JPH0635718U
Application number: JP7696792U
Authority: JP
Inventors: 恵延小泉
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1992-10-12
Filing date: 1992-10-12
Publication date: 1994-05-13

Abstract

(57)【要約】【目的】シンプルな構成で外径を小さくすることがで
き、しかも、信頼性や精度を向上させる。【構成】ねじ溝２１ａやスプライン溝２１ｂを外周に
設けた軸２１と、ねじ溝２１ａやスプライン溝２１ｂに
各々係合して軸２１を回転もしくは軸方向に移動させる
第１及び第２のナット２２，２３とを備え、この第１及
び第２のナットは上記軸上に配設すると共に、第１及び
第２のナット２２，２３を回転駆動するモータＭ１，Ｍ
２を軸２１上に並設し、このモータのロータ部２４，２
７とナットとを連結部材３５，３６を介して連結してい
る。【効果】モータによってナットをダイレクトに回転駆
動するので、別個のモータやタイミングベルト等の回転
伝達手段が不要になり、構成を大幅にシンプル化するこ
とができ、信頼性や精度を向上することかできる。さら
に、ユニットが小型化され、特にユニットの直径を小さ
く構成できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、モータ駆動されるナットにより軸方向に移動する軸の位置を検出するセンサーを設けたセンサー付軸動作ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】

直交Ｘ−Ｙロボット或いはスカラ型ロボットにはチャックやハンドをＺ軸及び θ軸方向に移動及び回転させる一軸で複合動作を行うユニットがアームの先端に設けられている。この種の一軸複合動作ユニットとしては、例えば、図４に示すような構成のものが提案されている。

【０００３】図４において、軸１の外周には、ねじ溝１ａと、軸線に平行なスプライン溝１ｂが設けられている。そして、ねじ溝１ａには第１のナットであるボールねじナット２が係合し、スプライン溝１ｂには第２のナットであるスプラインナット３が係合するように離間して配設されている。さらに、ボールねじナット２の隣には、軸１と同軸に駆動用の第１のモータＭ１が並設され、スプラインナット３の隣には、やはり軸１と同軸に駆動用の第２のモータＭ２が並設されている。そして、これら第１及び第２のモータＭ１，Ｍ２は、離間して配設されたスプラインナット３及びボールねじナット２の間に位置するように並設されている。

【０００４】また、上記第１及び第２のモータＭ１，Ｍ２との間には、これらモータによって回転駆動される両ナット２，３の各々の回転角度を正確に検出するための一対のロータリーエンコーダーＲＥ１，ＲＥ２が、やはり軸１と同軸に並設されている。そして、上記第１のモータＭ１の後述するロータ部４と上記ボールねじナット２及びロータリーエンコーダーＲＥ１とは、軸１の外周に回転自在に配設された第１の連結部材１６を介して連結されている。また、同様に上記第２のモータＭ２のロータ部７と上記スプラインナット３及びロータリーエンコーダーＲＥ２も、第２の連結部材１７を介して連結されている。

【０００５】上記第１のモータＭ１は、上記第１の連結部材１６と一体に、例えば周方向にＮ・Ｓ極が着磁された環状の永久磁石からなるロータ部４が配設されている。さらに、ロータ部４の外周には固定子コア５が所定の間隔をあけて対向配置されている。固定子コア５には、図示しない複数の突極が形成され、各突極には各相の駆動コイル６が巻回されている。この駆動コイル６に所定の駆動電流を通電することにより、ロータ部４が回転付勢されると共に、第１の連結部材１６を介して第１のナットであるボールねじナット２とロータリーエンコーダーＲＥ１が所定の回転角度をもって回転駆動される。

【０００６】一方、上記第２のモータＭ２も上記第１のモータＭ１と同様に構成され、上記第２の連結部材１７と一体に、例えば永久磁石からなるロータ部７が配設されている。さらに、ロータ部７の外周には固定子コア８が対向配置され、この固定子コア８の複数の突極にも各相の駆動コイル９が巻回されている。そして、駆動コイル９に所定の駆動電流を通電することにより、ロータ部７が回転付勢されると共に、第２の連結部材１７を介して、第１のナットであるスプラインナット３及びロータリーエンコーダーＲＥ２が所定の回転角度をもって回転駆動される。

【０００７】第１のモータＭ１の固定子コア５の端面には、内周にボールねじナット２を嵌合固定した円筒状のナットホルダー１０、及び側板１１がネジ１２によって一体連結されている。また、第２のモータＭ２の固定子コア８の端面にも、内周にスプラインナット３を嵌合固定したナットホルダー１３、及び側板１４がネジ１５によって一体連結されている。そして、ナットホルダー１０，１３、或いは側板１４は、前述した直交Ｘ−Ｙロボット或いはスカラ型ロボットのアームに取り付けられる。

【０００８】以上のように構成された一軸複合動作ユニットにおいて、今、第１のモータＭ１の各相の駆動コイル６に所定の電流を通電すると、ロータ部４が回転付勢され、第１の連結部材１６を介してボールねじナット２が直接回転する。ボールねじナット３は軸１のねじ溝１ａに係合しているので、この回転によって軸１が軸方向であるＺ軸方向に移動する。また、軸１の移動寸法はロータリーエンコーダＲＥ１の出力信号によって正確に決められる。

【０００９】一方、第２のモータＭ２の駆動コイル９に所定の電流を通電すると、ロータ部７が回転付勢され、第２の連結部材１７を介してスプラインナット３が直接回転する。スプラインナット３は軸１のスプライン溝１ｂに係合しているので、この回転によって軸１が周方向であるθ軸方向に回転する。この回転角度もロータリーエンコーダＲＥ２の出力信号によって正確に決定される。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

以上のような一軸複合動作ユニットにおいては、ボールねじナット２によって軸１をＺ軸方向に移動させているが、軸１にはねじ溝とねじ溝の継ぎ目１ｃ、或いは図示しないねじ溝とスプライン溝の継ぎ目が存在している。そして、この継ぎ目１ｃがユニット内部に位置しているとき、上記継ぎ目１ｃにボールねじナット２が到達しても、その位置が分からないため、ボールねじナット２が損傷してしまう問題点がある。

【００１１】本考案は、このような問題点を解消するためになされたもので、軸の継ぎ目をセンサーによって検出することができ、しかも、使い勝手を良好にすることのできるセンサー付軸動作ユニットを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本発明は、軸の外周にはねじ溝が設けられ、このねじ溝にナットを係合して上記軸を移動させ、このナットには回転駆動用のモータを連結して一体に回転させた一軸複合動作ユニットであって、上記軸の継ぎ目等を検出する検出センサーを上記軸に近接させている。

【００１３】

【作用】ねじ溝やスプライン溝を設けた軸の継ぎ目や終端等を、検出センサーによって検出すると、これら継ぎ目等が確実に検出され、この出力信号をモータの制御回路によって事前に停止制御等が行われる。従って、ボールねじナット２の損傷事故が未然に防止できる等、使い勝手が向上する。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案にかかるセンサー付軸動作ユニットの実施例について図面を参照しながら説明する。尚、図２と同符号は同部品を示し、その詳細な説明は省略する。図１において、前述した図３の一軸複合動作ユニットと相違する点は、軸１に形成された継ぎ目１ｃや終端を検出する検出センサー２０を、上記軸１に近接させた構成としたことである。即ち、上記ボールねじナット２と第１のモータＭ１の間、及び上記スプラインナット３と第２のモータＭ２との間には、各々終端を検出する検出センサー２０，２１が配設されている。また、上記ロータリーエンコーダＲＥ１及びロータリーエンコーダＲＥ２の間にも、中央センサー２２が配設されている。

【００１５】一方、上記軸１には、ねじ溝とねじ溝の継ぎ目１ｃが設けられ、この継ぎ目１ｃは図示の如く他より細く形成されている。従って、上記検出センサー２０，２１が継ぎ目１ｃの段差を検出することによって、所定の信号が送出される。また、軸１としては、図３に示すように、ねじ溝とねじ溝、或いはねじ溝とスプライン溝との直径を異ならせた構成のとしても、同様に段差を検出するようにすればよい。一方、検出センサー２０，２１は一般に磁気式の近接センサーが用いられるが、他の光学式のセンサー或いは他の形式のセンサーであってもよい。また、軸１の継ぎ目１ｃは、上記のように段差を形成する他、例えばマグネットを配設して磁束を検出するようにしてもよく、要するに検出センサーは継ぎ目１ｃ等の物理的な変化を検出できるものであれば、種々のものが使用可能である。

【００１６】以上のように検出センサー２０，２１を軸１に近接させて配設すると、ボールねじナット２によって軸１が前進又は後退等の移動を行い、継ぎ目１ｃに到達しようとすると、図２に示すように検出センサー２０が継ぎ目１ｃを検出する。そして、その検出信号をモータＭ１の制御回路等に送出して、自動的に停止する等の処置が施される。この結果、上記ボールねじナット２は図２に示す位置Ｓで停止し、継ぎ目１ｃには進行しない。また、この動作は軸１の終端を検出した場合も同様である。一方、上記中央センサー２２は、継ぎ目１ｃや終端を検出するようにしてもよいが、軸１の原点位置を検出させるならば、軸１の直進運動のイニシャライズを行うことができる。

【００１７】尚、上述の実施例は一例を示すもので、ボールねじナットに限らず、一般的なねじとナットの構成であっても良く、また、モータをステッピングモータの構成とする等、本考案を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

【００１８】

【発明の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案のセンサー付軸動作ユニットによれば、ねじ溝やスプライン溝を設けた軸の継ぎ目や終端等を検出センサーによって検出するように構成しているので、これら継ぎ目等を確実に検出することができ、ナットを事前に停止制御することができる。従って、ボールねじナット２の損傷事故が未然に防止できる等、使い勝手が向上する利点がある。

【００１９】

【提出日】平成５年５月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案は、軸の外周にはねじ溝が設けられ、このねじ溝にナットを係合して上記軸を移動させ、このナットには回転駆動用のモータを連結して一体に回転させた一軸複合動作ユニットであって、上記軸の継ぎ目等を検出する検出センサーを上記軸に近接させている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】

【考案の効果】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のセンサー付軸動作ユニットの実施例を
示す断面図である。

【図２】同センサー付軸動作ユニットの動作を示す説明
図である。

【図３】同センサー付軸動作ユニットの軸の変形例をを
示す側面図である。

【図２】従来の一軸複合動作ユニットを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１軸１ａねじ溝１ｂスプライン溝１ｃ継ぎ目２ボールねじナット３スプラインナット４，７ロータ部５，８固定子コアＭ１，Ｍ２モータ

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【手続補正書】

【提出日】平成５年５月６日

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】

【図面の簡単な説明】

【図４】従来の一軸複合動作ユニットを示す断面図であ
る。

【符号の説明】１軸１ａねじ溝１ｂスプライン溝１ｃ継ぎ目２ボールねじナット３スプラインナット４，７ロータ部５，８固定子コアＭ１，Ｍ２モータ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】軸の外周にはねじ溝が設けられ、このね
じ溝にナットを係合して上記軸を移動させ、このナット
には回転駆動用のモータを連結して一体に回転させた一
軸複合動作ユニットであって、上記軸の継ぎ目等を検出
する検出センサーを上記軸に近接させたセンサー付軸動
作ユニット。